La germinación es una etapa crucial en la vida de una planta, ya que dejará la etapa de semilla resistente a diversas limitaciones ambientales (condiciones climáticas, ausencia de elementos nutritivos, etc.) para convertirse en una plántula mucho más vulnerable.

La supervivencia de la planta joven depende del momento de esta transición, por lo que resulta esencial que esta etapa sea finamente controlada.

Un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Ginebra (Suiza), ha descubierto el termómetro interno de las semillas que puede retrasar o incluso bloquear la germinación si las temperaturas son demasiado altas para la futura plántula. Este trabajo podría ayudar a optimizar el crecimiento de las plantas en un contexto de calentamiento global.

El estudio, publicado en la revista ‘Nature Communications’, indica que las semillas recién formadas están latentes y no pueden germinar. Tras unos días (o incluso meses, según la especie), se despiertan y adquieren la capacidad de germinar durante la temporada favorable para el crecimiento de plántulas y la producción de nuevas semillas.

Sin embargo, las semillas no latentes aún pueden decidir su destino. Por ejemplo, una semilla no inactiva que se somete repentinamente a temperaturas excesivamente altas (más de 28 grados) puede bloquear la germinación.

Este mecanismo de represión por temperatura (termoinhibición) permite una regulación muy fina. De hecho, una variación de solo uno a dos grados puede retrasar la germinación de una población de semillas y, por lo tanto, aumentar las posibilidades de supervivencia de futuras plántulas.

PROTEÍNA CLAVE

Los investigadores analizaron el control de la germinación en la ‘Arabidopsis thaliana’, una especie vegetal perteneciente a la familia ‘Brassicaceae’ y utilizada como modelo en muchos proyectos de investigación. Para comprender los mecanismos de detección que permiten a las semillas desencadenar la termoinhibición, los científicos exploraron fenómenos ya descritos y bastante similares en plantas jóvenes, es decir, en una etapa más avanzada de desarrollo.

De hecho, los cambios de temperatura también son percibidos por las plántulas, en las que un ligero aumento de la temperatura promueve el crecimiento del tallo. Esta adaptación es similar a la que se observa cuando una planta se encuentra a la sombra de otra: se alarga para escapar de la sombra para exponerse a la luz solar que es más favorable para la fotosíntesis.

Estas variaciones son detectadas por una proteína sensible a la luz y la temperatura, el fitocromo B, que normalmente actúa como freno al crecimiento de las plantas. Un aumento de uno a dos grados promueve la inactivación de esa proteína, lo que la hace menos efectiva para prevenir el crecimiento.

Para comprender si el fitocromo B también desempeña un papel en la termoinhibición durante la germinación, los autores diseccionaron las semillas para separar los dos tejidos del interior de la semilla: el embrión (que dará lugar a la planta joven) y el endospermo (tejido nutritivo que también controla la germinación).

A diferencia de los embriones que crecen en contacto con el endospermo, los investigadores descubrieron que los embriones privados de su endospermo no pueden detener su crecimiento a temperaturas demasiado altas, lo que los lleva a la muerte.

"Encontramos que la termoinhibición en ‘Arabidopsis’ no es controlada de manera autónoma por el embrión, sino que es implementada por el endospermo, revelando una nueva función esencial para este tejido", explica Urszula Piskurewicz, investigadora del Departamento de Ciencias Vegetales de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra.

Luis López-Molina, profesor en ese mismo departamento de la Universidad de Ginebra, subraya que “se espera que este rasgo tenga un impacto en la distribución de especies y la agricultura de las plantas, y este impacto será mayor a medida que aumenten las temperaturas en todo el mundo".